北航本科毕业设计论文-高空长航时无人机电机热控设计与分析

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1、单位代码：10006学号：12051010分类号：v231.1毕业设计(论文)高空长航时无人机电机热控设计与分析学院名称航空科学与工程学院专业名称飞行器环境与生命保障工程学生姓名韩雄飞指导教师申晓斌2016年6月北京航空航天大学本科生毕业设计（论文）任务书Ⅰ、毕业设计（论文）题目：高空长航时无人机电机热控设计与分析Ⅱ、毕业设计（论文）使用的原始资料（数据）及设计技术要求：电机在30km高空工作飞机巡航速度80m/s电机功率1.25kw，效率85%要求热控方法使电机温度在工作范围内，尽量低Ⅲ、毕业设计（论文）工作内容：高空长航时无人机在军事与民用领域

2、都有很大的优势，但其飞行环境恶劣（空气密度低，对流换热性能差），且电机的发热量大，需要进行热控设计与分析，本课题对其热控技术开展研究：1、对电机工作的高空（30km）环境进行资料收集与分析，明确设计状态；2、对电机的工作发热状态与常用的热控方法进行调研与分析，结合高空环境，分析本课题电机的热控需求与可用的热控手段；3、分析高空对流散热与辐射散热的工程计算方法，比较两种方法散热的量；4、设计电机的热控方案，确定翅片尺寸等参数，并计算分析其有效性，直到满足技术要求，完成论文的研究分析工作。Ⅳ、主要参考资料：1、余建组，电子设备热设计及分析技术，高等工程

3、出版社2、杨世铭、陶文铨，传热学，高等教育出版社3、余建组，换热器原理与设计，北京航空航天大学出版社4、李延伟，高空无人机载光学遥感器热控技术研究，中国科学院大学5、李小建，临近空间浮空器热-结构耦合数值模拟研究，南京航空航天大学_6、樊越，航空相机光机热分析与热控技术研究，中国科学院大学航空科学与工程学院（系）飞行器环境与生命保障工程专业类120519班学生韩雄飞毕业设计（论文）时间：年月日至年月日答辩时间：年月日成绩：指导教师：兼职教师或答疑教师（并指出所负责部分）：系（教研室）主任（签字）：本人声明我声明，本论文及其研究工作是由本人在导师指导

4、下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。作者：韩雄飞签字：时间：2016年6月北京航空航天大学毕业设计(论文)第I页高空长航时无人机电机热控设计与分析学生：韩雄飞指导老师：申晓斌摘要高空长航时无人机是指飞行高度在7000m以上，续航时间在24小时以上能昼夜进行空中侦查的无人驾驶飞机，因其具有长时间持续侦察监视并截获和收集目标区域的完整情报、观察地面目标分辨率高、成本低、安全性好、灵活性强等特点而在军用民用领域有很大的优势，但是因为高空长航时无人机工作高度过高，所处高空环境大气稀薄，空气密度低，导致电机无法及时散热，所以有必要

5、对高空长航时无人机的电机进行热控设计与分析。在论文中，首先研究了高度变化对高空大气参数的影响，其次计算了在没有采取热控措施的电机在30km高空的对流换热量和辐射换热量，并通过比较证实对流换热量仍然是电机换热的主导因素，之后通过对肋片换热器的设计计算，决定采用40片宽2mm高22mm，长200mm的等截面矩形肋片进行散热，并通过CFD仿真计算证实设计出的散热器可以满足电机的散热要求。关键词：高空长航时无人机，高空环境,电机，肋片散热器北京航空航天大学毕业设计(论文)第II页Thermaldesignandanalysisofthehighaltitu

6、delong-enduranceUAVAuthor:Hanxiong-feiTutor:Shenxiao-binAbstractThehighaltitudelong-enduranceUAVreferstotheUAVthatisabletoflyabovetheheightof7000mandcanflycontinuouslyforatleast24hourswhichenablesalldayairreconnaissance,becauseithasthecharacteristicsofcontinuedairreconnaissanc

7、eandsurveillance,interceptingandcollectingtheintelligenceofthetargetarea,highresolutionobservinggroundtarget,lowcost,goodsafety,strongflexibilitymakegreatadvantageshighaltitudelong-enduranceUAVinmilitaryandcivilianfields,butbecauseofthehighaltitudelongenduranceUAVsworkathighal

8、titudewheretheairisthinandtheairdensityislow,whichleadstothem